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美國(guó)田納西州橡樹(shù)嶺國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室(ORNL)的專家開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出了一種無(wú)線充電技術(shù)。專家說(shuō)，這類技術(shù)能夠在一小時(shí)內(nèi)為一輛電動(dòng)汽車充滿電。與他們?cè)?016年公布的快速無(wú)線充電系統(tǒng)對(duì)比，它是六倍的輸出功率提高。他們匯報(bào)說(shuō)，現(xiàn)階段已經(jīng)對(duì)這類無(wú)插電動(dòng)汽車充電技術(shù)性做改善，以適用運(yùn)貨車等商業(yè)服務(wù)運(yùn)用。

橡樹(shù)嶺電力電子技術(shù)和電力機(jī)械集團(tuán)公司的責(zé)任人BurakOzpineci說(shuō)，這一精英團(tuán)隊(duì)都還沒(méi)完成。他說(shuō)，他們已經(jīng)向著美國(guó)能源部設(shè)置的更大總體目標(biāo)——即創(chuàng)建一系列迅速、安全、簡(jiǎn)易的電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)——努力。按美國(guó)能源部2016年發(fā)布的命令的叫法，這將“加快美國(guó)電動(dòng)汽車的普及化”。

他們的念頭是將目前系統(tǒng)的輸出功率吞吐量提升三倍，使電量耗光的電動(dòng)汽車充電電池的充電時(shí)間降到15分鐘下列。且要給電動(dòng)汽車充電，除了將電動(dòng)汽車開(kāi)到嵌入混凝土中的無(wú)線充電板上以外，不用將任何物品插進(jìn)汽車或再做別的任何事兒。

Ozpineci說(shuō)，能源部的命令沒(méi)有表明這種系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是有線的還是無(wú)線的。但他填補(bǔ)道，“他們的特長(zhǎng)是在無(wú)線層面。因此他們說(shuō)，他們將做無(wú)線部分。”

現(xiàn)階段藝術(shù)大師們用概畫(huà)所描畫(huà)的電動(dòng)汽車充電泵類似汽車加油站，但是其釋放出來(lái)的是電子而并不是石油。而電動(dòng)汽車無(wú)線充電設(shè)備意味著的將會(huì)不僅僅是一種新的汽車燃料來(lái)源。如同20到30年以前的無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)革命一樣，電動(dòng)汽車的無(wú)線電源可能不僅僅更改汽車的電力來(lái)源。一些未來(lái)學(xué)家覺(jué)得無(wú)線電源正在“智慧城市”的盛行和加油站的衰落中飾演關(guān)鍵角色。

Ozpineci說(shuō)，他們這可輸出120KW功率、高效率為97%的無(wú)線充電技術(shù)所涉及到的2個(gè)重要因素是他們常用的原材料及其傳送和接收電力的線圈。在2019年9月的IEEE能量轉(zhuǎn)換展覽會(huì)(IEEE’sEnergyConversionCongressandExposition)上，他們?cè)敿?xì)介紹了這項(xiàng)技術(shù)的資料。他們的本文很快將在IEEEXplore數(shù)據(jù)庫(kù)上發(fā)布。

將無(wú)線電力從路面單元發(fā)射到電動(dòng)汽車中的電力接收單元(彼此之間隔著寬約6英尺的氣隙)，代表迅速震動(dòng)地面線圈中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，并在電動(dòng)汽車中的接收線圈中造成類似行為。Ozpineci說(shuō)，事實(shí)上，這意味著通過(guò)約每秒鐘22,000個(gè)周期(即22千hz)的振蕩電流來(lái)輸出120KW的功率。

他說(shuō)：“難題是一般我們都有硅器件，而當(dāng)我們達(dá)到更高的輸出功率水準(zhǔn)時(shí)，你沒(méi)法在更高的電源開(kāi)關(guān)頻率下運(yùn)作他們。在10千瓦時(shí)，你能轉(zhuǎn)換到20千hz。可是如果你達(dá)到100KW乃至更高時(shí)，你必須減少電源開(kāi)關(guān)頻率——由于熱管散熱難題、機(jī)器設(shè)備響應(yīng)難題及其他許多難題。”

可是，以效率高傳送更高的輸出功率需要更高的電源開(kāi)關(guān)頻率。因而，這事實(shí)上意味著不僅把硅換為更牢固(也更價(jià)格昂貴)的碳化硅，又要加強(qiáng)電力互換的發(fā)送端和接收端上的線圈。

Ozpineci說(shuō)，特斯拉汽車的Model3也應(yīng)用碳化硅電子設(shè)備。因而，橡樹(shù)嶺國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)對(duì)原材料的依靠在電動(dòng)汽車系統(tǒng)中并不是史無(wú)前例。另一方面，他們承認(rèn)他們的100磅(45Kg)線圈必須開(kāi)展一些改善和提升，才可以將其引向商業(yè)化生產(chǎn)的設(shè)計(jì)階段。

隨后，他們必須進(jìn)一步創(chuàng)意設(shè)計(jì)，使輸出功率提升三倍才可以達(dá)到能源部350至400KW的總體目標(biāo)。Ozpineci說(shuō)，此項(xiàng)工作中已經(jīng)開(kāi)展中，但他猜疑在一切350KW或更多的無(wú)線增壓器中都需要有好幾個(gè)電源模塊。

“我們可以應(yīng)用單一電源模塊，”他提到現(xiàn)階段120KW的發(fā)電機(jī)組表示，“我們正處在或貼近這種電源模塊的極限。若想做超越極限的事兒，我們必須把這種模塊并聯(lián)，要么必須把兩個(gè)逆變器并聯(lián)。如果你那樣做的時(shí)候，你能因要同歩運(yùn)作這些物品而碰到大量挑戰(zhàn)。”

Ozpineci說(shuō)，他的精英團(tuán)隊(duì)還要開(kāi)展說(shuō)白了就是電動(dòng)汽車動(dòng)態(tài)無(wú)線充電原理的可行性研究。動(dòng)態(tài)無(wú)線充電系統(tǒng)可應(yīng)用安裝在路面下的無(wú)線充電墊自動(dòng)為行車中的電動(dòng)車子電池充電。

他說(shuō)：“全世界很多團(tuán)隊(duì)都會(huì)關(guān)心它，但大部分人都會(huì)考慮到減少輸出功率。例如20KW。但我們不將自身局限性在20KW。我們需要100KW嗎?需要120KW嗎?需要更高的輸出功率嗎?不管我們算出哪些結(jié)果，美國(guó)能源部都可能會(huì)為示范項(xiàng)目提供資金。”